atps aula2 paradigmas de programacao

Universidade Federal do AmazonasDepartamento de Cincia da ComputaoIEC481 Projeto de Programas

Linguagens e Paradigmas de Programao

Professor: Csar Melo

Slides baseados em materiais preparados pelo Prof. Horacio Fernades, Prof. Joo Marcos e pela Profa. Rosiane Freitas.

Fatos das nossas vidas....

Cite algumas Linguagens de Programao C, C++, Java, Perl, Python, Bash, Prolog, Pascal, Basic, Fortran,

COBOL, ASM, Lisp, Haskell, Modula-2, Oberon, C#, PL/1, Ada, Smalltalk, Smula, Algol, Eiffel, Scheme,CLOS, Maude, Glass, Holo,...

Mas porque tantas linguagens? Propsitos diferentes Avanos tecnolgicos Interesses comerciais Cultura e background cientfico

Linguagens de Programao

E o que uma Linguagem de Programao?

Sinttica: Uma linguagem de programao uma notao utilizada pelo programador para especificar aes a serem executadas por um computador.

Semntica: Uma linguagem de programao compreende um conjunto de conceitos que um programador usa para resolver problemas de programao.

Linguagens de Programao

Critrios de Avaliao de uma LP

Legibilidade

Simplicidade

Expressividade

Ortogonalidade

Confiabilidade

Portabilidade

Critrio: Legibilidade

Facilidade de ler e escrever programas Legibilidade influi:

desenvolvimento e depurao de programas manuteno de programas desempenho de equipes de programao

Fatores que melhoram a legibilidade: abstrao de dados comandos de controle modularizao de programas documentao convenes lxicas, sintaxe e semntica

exemplo em Java: nomes de classes iniciam por letra maiscula, nomes de atributos usam letras minsculas

Critrio: Simplicidade

Representao de cada conceito seja simples de aprender e dominar

Simplicidade sinttica exige que a representao seja feita de modo preciso, sem ambigidades

contra-exemplo: A++; A=A+1; A+=1; ++A. Simplicidade semntica exige que a representao possua um

significado independente de contexto contra-exemplo: private: B b; class B: private A

Critrio: Expressividade

Representao clara e simples de dados e procedimentos a serem executados pelo programa

Exemplo: tipos de dados em Pascal

Expressividade x conciso Muito concisa: falta expressividade? Muito extensa: falta simplicidade?

Linguagens mais modernas Incorporam apenas um conjunto bsico de representaes de tipos de

dados e comandos Aumentam o poder de expressividade com bibliotecas de componentes Exemplos: Pascal, C++ e Java

Critrio: Ortogonalidade

Possibilidade de combinar entre si, sem restries, os componentes bsicos da LP

Exemplo: permitir combinaes de estruturas de dados, como arrays de registros

Contra exemplo: no permitir que um array seja usado como parmetro de um procedimento

Componente de primeira ordem: pode ser livremente usado em expresses, atribuies, como argumento e retorno de procedimentos

Critrio: Portabilidade

Multiplataforma Capacidade de um software executar em diferentes plataformas sem a

necessidade de maiores adaptaes Sem exigncias especiais de hardware/software Exemplo: aplicao compatvel com sistemas Unix e Windows

Longevidade ciclo de vida til do software e o do hardware no precisam ser

sncronos; ou seja, possvel usar o mesmo software aps uma mudana de hardware

Critrio: Confiabilidade

Mecanismos que facilitem a produo de programas que atendam s sua especificaes

Tipagem forte: o processador da linguagem deve assegurar que a utilizao dos diferentes tipos de dados seja compatvel

com a sua definio evitar que operaes perigosas, tal como aritmtica de ponteiros, seja

permitida

Tratamento de excees: sistemas de tratamento de excees permitem construir programas que

possuam definies de como proceder em caso de comportamento no usual

possibilitem tanto o diagnstico quanto o tratamento de erros em tempo de execuo

Evoluo de Linguagens de Programao

Dcada de 70: Programao Estruturada Abstrao de dados: definio de tipos Abstrao de controle: comandos, procedimentos Inicia preocupao com programao em larga escala: mdulos e

programao estruturada

Exemplos de linguagens populares: Uso acadmico: Algol (algoritmos), Pascal (tipos de dados) Uso comercial: Cobol (arquivos), PL/I (uso amplo)


Dcada de 80: modularizao nfase em mecanismos de LP e abstraes Correo de programas: verificao de tipos, excees Programao baseada em TADs;

Exemplos de linguagens Uso acadmico: Pascal / Modula-2 Programao de tempo real: Ada 83


Dcada de 90: base na estrutura Estruturao de dados: encapsulamento Estruturao da computao: classe Estruturao do programa: classes e objetos Programao para Internet: plataforma neutra

Exemplos de linguagens Pascal / Delphi C / C++ Ada83 / Ada95 Java

Paradigmas de Programao

O que um Paradigma de Programao Modelo, padro ou estilo de programao suportado por linguagens que

agrupam certas caractersticas comuns. Diferem nos seguintes aspectos:

Conceitos e abstraes usados para representar os elementos de um programa;

A forma como a computao realizada;

Paradigmas

Paradigmas de Linguagens de Programao Imperativos; Declarativos; Orientada a Agentes; Baseada em Componentes; Programao paralela ; Orientada a funcionalidades(Features); Funcional; Baseado em lgica; Baseado em aspectos; Outros...

Caracterizando Paradigmas

Paradigmas imperativo (Como Fazer) Linguagens expressam sequncias de comandos que realizam

transformaes sobre dados; Exemplos de linguagens:

orientadas a procedimentos orientadas a objetos

Baseado fortemente na arquitetura de Von Neuman (1947):

memria;

processador;

dispositivos de entrada e sada.

Primeiro paradigma a surgir e at hoje o dominante.

O Paradigma Imperativo

Um programa neste paradigma uma seqncia finita de instrues (ou comandos) de trs tipos: atribuio, controle de fluxo, ou entrada/sada de dados.

Comandos de atribuio alteram o estado do programa.


Exemplo:

functionfatorial(n:integer):integer;

varfat:integer;

begin

fat:=1;

while(n>1)do

begin

fat:=fat*n;

n:=n1;

end;

fatorial:=fat;

end;


Exemplo:


Vantagens Eficincia Paradigma dominante e bem estabelecido Mtodo receita de bolo

Desvantagens descries demasiadamente operacionais focalizam o como e no o qu

Aperfeioando o Imperativo: TAD

O que so Tipos Abstratos de Dados (TADs)? Conceito matemtico que diz respeito a determinada entidade e s

funes aplicadas sobre ela. Um TAD definido pela sua funcionalidade: o que se pode fazer com

ele, e no como ele est de fato implementado. Exemplo uma fila um tipo abstrato de dados: pode-se inserir e retirar

elementos de uma fila, verificar se a fila est cheia ou vazia, ou ainda contar quantos elementos esto nesta fila.

A utilizao da fila (por uma aplicao) atravs destas funes independe de como a fila est de fato implementado.

Aperfeioando o Imperativo: Programao Modular

A programao modular implementa a noo de tipo abstrato de dados

Implementao: encapsulamento de dados e funes na mesma unidade sinttica o mdulo

A principal estrutura um mdulo, constitudo de uma interface e de uma implementao

A interface contm todos os elementos visveis (importveis) por outros mdulos

A implementao contm os elementos que devem ficar invisveis e as implementaes das funes e procedimentos do mdulo

Exemplos de linguagens: Ada (DoD-USA), Modula-2 (Nicklaus Wirth).

Aperfeioando o Imperativo: Programao Modular

Exemplo: Fila

Programao Modular

Principais caractersticas Encapsulamento de dados e de funes Restries visibilidade de constantes, variveis e funes de um

mdulo Interface visvel contm apenas a funcionalidade do mdulo Separao do o que feito do como feito

Encapsulamento

Encapsulamento o agrupamento de idias relacionadas em uma nica unidade de programao

Encapsulamento de cdigo Funes e procedimentos (functions, procedures, routines)

Encapsulamento de dados Vetores (arrays), registros (records, structs)

Encapsulamento de dados + cdigo Mdulos (modules, packages), em programao modular Classes, em programao OO

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